一、可編程控制器的自動藥片裝瓶機控制系統簡介1.自動裝藥機的研究現狀技術工藝，是衡量一個企業是否具有先進性，是否具備市場競爭力，是否能不斷領先于競爭者的重要指標依據。隨著我國藥物生產設備市場的迅猛發展，與之相關的生產技術應用與研發必將成為業內企業關注的焦點。了解國內外藥物裝瓶設備生產技術的研發動向、工藝設備、技術應用及趨勢對于企業提升產品技術規格，提高市場競爭力十分關鍵。目前食品藥品安全的現狀十分不容樂觀，國家食品藥品監督管理局發現兩大現狀導致近幾年藥品安全型突發事件的頻繁發生，一是藥品生產企業不按生產工藝生產、規避監管，潛在不安全因素。二是在非GMP流水線廠房生產藥品。如果想改變此現狀，要著力消除問題隱患，從生產環節入手，采用自動化生產，自動裝瓶機解決了生產中的許多問題。醫藥行業中，醫藥包裝機械產品種類豐富，藥品的形狀、性質、包裝要求等差異很大，且產量大。因此，自動裝瓶機品種眾多，目前醫藥包裝設備中，大顆粒、規則形狀的藥丸自動包裝技術已經非常成熟，國內外均有相關設備，但針對異型粒、異型瓶等包裝技術則較為有限。PLC通過USS通信協議直接控制電機,不僅能夠實現對裝藥機方式運行的控制,而且能夠根據需要靈活控制裝藥時間,達到節約電能,降低成本,提高生產質量的目的。2.自動裝藥機的研究目的及意義手工裝瓶直接接觸藥品，長期接觸藥品的人會對身體造成傷害，采用自動裝瓶機杜絕了這種現象的發生，同時避免了人與藥品接觸帶來的對藥品的污染，保證了藥品的質量，符合藥用要求，符合保障人體健康、安全的標準。手工裝瓶生產難于管理，容易出現紕漏和混亂，自動裝瓶機，建立一個能控制整個數據中心運營的綜合性管理平臺使管理更加強調流程和自動化，改善了經營系統，提高了工作效率，使企業運營更有加穩定。考慮到對藥品包裝的特殊要求，主要是防止塑料瓶內的藥品氣體揮發和外部氣體向瓶內滲透，要求塑料瓶口與瓶蓋間有很好的密封性能。自動裝瓶機可以滿足藥品包裝的這種性能要求，同時消除了人為因素對藥品灌裝的不合格的處理動作，提高灌裝質量。目前，我國制劑生產能力不夠，醫院配制制劑品種較多，不能滿足市場需求，無法保障藥品及時供應。使用實用新型的片劑自動裝瓶機，明顯地降低了片劑裝瓶包裝的勞動強度和生產成本，提高了生產效率，縮短了生產周期，社會效益和經濟效益明顯增加。3.生產工作過程和要求高速自動裝瓶機基本可分為4個動作機構：主傳動機構、數粒機構、自動供瓶機構和自動供蓋封蓋機構。通過以上4個機構的聯動實現包裝產品傳動、藥丸高速計數、自動供瓶和自動供蓋封蓋等功能。生產中，主傳動機構作為整個生產過程的運輸鏈，連接所有的動作。供瓶、數粒、供蓋封蓋這三個生產過程都將在這條主傳動機構上完成。其中供瓶機構為：從料斗中落下的瓶，通過電動震動器以及震動通道，依次進入落瓶通道，通道中有三組氣缸聯動，保證瓶子在設計時間內以正確的方向進入主傳動鏈，之后運送到數粒機構。瓶子到了數粒機構后，開始數粒模塊。數粒圓盤在步進電機帶動下轉動所設計的角度，從料斗中選出生產要求的藥粒粒數，通過落粒通道落入瓶中。裝有藥粒的藥瓶繼續被傳動鏈帶至供蓋封蓋機構。蓋子通過料斗和震動器、震動通道依次進入等待區域，鉗蓋用氣缸組將蓋子鉗起，由步進電機帶至藥瓶上方，然后由該氣缸組與壓蓋氣缸組配合完成封蓋動作。高速自動裝瓶機的自動控制必須滿足以下要求：(1)裝瓶速度280瓶/min；(2)人機界面友好，方便自動控制檢測，在一定范圍內，可通過輸入參數調節生產速度和裝瓶藥粒的粒數；(3)各動作連貫協調，保證生產順利；(4)系統出現故障或需要添加瓶、蓋、粒時，能自動報警和提示。4.硬件系統結構根據自動裝瓶機的控制功能要求，設計該設備控制系統的結構方案。整個控制系統可在友好的人機界面環境下輸入生產參數，包括主傳動步進電機轉速、數粒步進電機轉速、數粒粒數、供蓋步進電機轉速、延時時間等。在系統操作面板上，可進行生產開始、生產停止、急停等操作。來自人機界面、操作板和接近開關的信號，經PLC程序進行相應的處理，變成步進電機正/反轉、電機轉速、步數等控制命令輸出到步進電機驅動器，驅動步進電機，實現主傳動鏈前進、數粒電機和供蓋步進電機的轉動，或者輸出到繼電器，驅動電磁閥動作，實現各個氣缸組的聯動；當系統中接近開關、步進驅動器等電氣器件出現故障，或者急停開關、料斗傳感器傳來故障信號時，這些故障信號可實時反饋到PLC，經PLC報警故障中斷程序處理，可在人機界面上實時顯示故障原因和記錄該報警信息，并輸出控制信號，中止生產，激活報警燈和蜂鳴器以提示操作者排除故障。5.自動裝瓶機示意圖圖1-1自動裝瓶機示意圖二、設計方案2.1控制要求 題目:基于FX0N60MR可編程控制器的自動藥片裝瓶機控制系統這是一個將一定數量的藥片自動連續地裝入到藥瓶中的控制任務，系統的模擬器示意圖如圖示。按下按鈕S1、S2或者S3，可連續每瓶裝入3片、5片或者7片，通過指示燈H1、H2或者H3表示當前每瓶的裝藥數量。當選定要裝入瓶中的藥片數量后，接通系統開關，電動機M驅動皮帶輪運轉，延時5S后(或者采用位置檢測開關)，皮帶機上的藥瓶到達裝瓶的位置，皮帶機停止運轉。當電磁閥Y打開裝有藥片的裝置后，通過光電傳感器B1，對進入到藥瓶的藥片進行計數，當藥瓶中的藥片到達預先選定的數量后，電磁閥Y關閉，皮帶機重新自動啟動，使藥片裝瓶過程自動連續地運行。如果當前的裝藥過程正在進行時，需要改變藥片裝入數量（例如由7片改為5片），則只有在當前藥瓶裝滿后，從下一個藥瓶開始裝入改變后的數量。如果在裝藥過程中斷開系統開關，則在當前藥瓶裝滿后，系統停止運行。圖2-1 自動藥片裝瓶機控制系統模擬示意圖2.2設計思路及可編程控制器簡介設計思路：選擇PLC控制器作為本課題的控制系統（1）PLC與繼電器控制系統相比優勢傳統的繼電器控制只能進行開關量的控制，而PLC即可進行開關量控制，又可進行模擬量控制，還能與計算機聯成網絡，實現分級控制。在PLC的編程語言中，梯形圖是使用最廣泛的語言。梯形圖與繼電器控制原理圖十分相似，沿用了繼電器控制電路的元件符號，僅個別地方有些不同。PLC與繼電器控制系統相比主要有以下幾點區別：組成的器件不同。繼電器控制線路是由許多硬件繼電器組成的，而PLC則是由許多“軟繼電器”組成。傳統的繼電器控制系統本來有很強的抗干擾能力，但其用了大量的機械出點，因物理性能疲勞、塵埃的隔離性及電弧的影響，系統可靠性大大降低。PLC采用無機械出點的邏輯運算微電子技術，復雜的控制由PLC內部運算器完成，故壽命長、可靠性高。觸點的數目不同。繼電器的觸點數較少，一般只有48對；而“軟繼電器”可供編程的觸點數有無數對。控制方法不同。繼電器控制系統是通過元件之間的硬接線來實現的，控制功能就固定在線路中。PLC控制功能是通過軟件編程來實現的，只要改變程序，功能即可改變，控制非常靈活。工作方式不同。在繼電器控制線路中，當電源接通時，線路中各繼電器都處于受制約狀態。在PLC中，各“軟繼電器”都處于周期性循環掃描接通中，每個“軟繼電器”受制約接通的時間是短暫的。（2） PLC與工業微機控制系統相比優勢工業微機在要求快速、實時性強、模型復雜的工業控制中占有優勢。但是，使用工業微機的人員技術水平要求較高，一般應具有一定的計算機專業知識。另外，工業微機在整機結構上尚不能適應惡劣的工作環境，抗干擾能力及適應性差，這就是工業微機用在工業現場控制的致命弱點。工業生產現場的電磁輻射干擾、機械振動、溫度及濕度的變化以及超標的粉塵，每一項足可以使工業微機不能正常工作。PLC針對工業順序控制，在工業現場有很高的可靠性。PLC在電路布局、機械結構及軟件涉及各方面決定了PLC的高抗干擾能力。電路布局方面的主要模塊都采用大規模與超大規模的集成電路，在輸入輸出系統中采用完善隔離等的通道保護功能；在電路結構上對耐熱、防潮、防塵及防震等各方面都作了周密的考慮；在電路硬件方面采用了隔離、屏蔽、濾波及接地等抗干擾技術；在軟件上采用了數字濾波及循環掃描、成批輸入、成批輸出處理技術。所有這些都是PLC具有非常高的抗干擾能力，從而使PLC絕不會出現死機的現象。PLC采用梯形圖語言編程，是熟悉電器控制的技術人員易學易懂，便于推廣。隨著PLC功能的不斷增強，越來越多地采用了微機技術，同時工業微機為了適應用戶需要，想提高可靠性、耐用性與便于維修的方向發展，兩者間相互滲透，差異越來越小。今后，PLC與工業控制微機將繼續共存，在一個控制系統中，使PLC集中在功能控制上，使微機集中在信息處理上，兩者相輔相成，共同發展。通過性能和特點的比較，我覺得PLC更合適做本次設計。（3） PLC自動藥片裝瓶機的設計流程(1) 首先根據課題的控制要求，查閱相關資料，確定所要用到的開關、按鈕、以 及燈泡等電器元器件的個數(2) 在確定元器件之后，初步的進行I/O口的分配，并列I/O分配表。(3) 進一步細化控制要求，繪制工作流程圖，繪出主控電路，硬件接線圖。(4) 根據上一步的圖樣，初步畫出步進指令的狀態轉移圖，狀態梯形圖以及基本指令的梯形圖兩種方法(5) 在計算機上進行調試，進一步優化梯形圖，修改不足，并重新確定I/O分配、 把梯形圖轉化為程序。(6) 根據計算機上的調試畫出程序時序圖，用于核對課題的控制要求。(7) 根據前面所做的撰寫說明書。2.2.1 可編程控制器的定義“PLC是一種數字運算的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程的存儲器，用來在內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。課編程控制器及其有關設備，都應按易于與工業控制器系統聯成一體、易于擴充功能的原則設計。”上述是國際電工委員會于1985年1月對PLC所作的權威性的定義。對于PLC的定義，其補充說明如下。以微處理技術為基礎，應用于以控制開關量為主，或包括控制過程參量在內的邏輯控制、機電運動控制或過程控制等工業控制領域的新型工業控制裝置。2.2.3 可編程控制器的特點 （1）通信性和靈活性強，應用廣泛 可編程控制器不同于一般以硬件固定連接方式來體現控制機理的控制系統，其控制規則可根據不同的需求方便地以更新軟件來實現，故其適應性極強，尤其適用于控制規則需要不斷更新的場合，如機械制造、電力、冶金、建材、煤炭、化工、石化、醫療、紡織、食品等，既可應用于單機裝置中，又可以應用于生產線中。 （2）可靠性高，抗干擾的能力極強 可編程控制器在硬件、軟件設計上均充分考慮了抗強烈干擾和對故障進行診斷與容錯的各種措施，如屏蔽、隔離、濾波、電壓調整、對故障的在線診斷、對程序及數據的后備電池保護、WTD保護等，使其可靠性較之一般工業控制裝置高出很多。大多數PLC產品的平均無故障間隔時間MTBF都可達數十萬小時。有一個例子可以有力地說明PLC抗干擾能力的強大：PLC出廠試驗中有一項抗干擾試驗，是要承受幅值為1000V、上升時間為1ns、脈寬為1s的干擾脈沖沖擊。就這一特點而言，也使PLC贏得了眾多的用戶。 （3）產品系列化、規模化、功能完備、性能優良 可編程控制器發展到目前的這種局面，已經擁有繁多的品牌，小、中、大系列齊全，各種功能的裝置和模塊相當齊備，且性能異常優良，用戶只需根據自己需要，選擇這些產品予以安裝并連上外部接線就可以方便地構成自己的系統。就功能來說，PLC除了滿足強大的邏輯控制功能外，還有不少的產品具有運動控制、PID過程控制、數控、數據處理以及通信等各種功能，遠遠超越了純開關量控制的概念。 （4）編制程序簡單、容易 由于可編程控制器控制程序充分照顧到了現在工程技術人員的習慣，既可用面向生產過程現場的簡單指令語句形式編程，又可以用大家普遍熟悉的梯形圖編程。對于復雜系統，有的可編程控制器還可以使用簡單易懂的功能圖表編程和模塊化的程序結構（如主控程序結構）等。使得編程和改變程序均很方便、靈活。 （5）設計、安裝、調試周期短，擴充容易 如前所述，由于PLC硬軟件產品齊全，故用戶組建系統時，設計、安裝、調試都很容易，與一般控制系統相比，大大縮短了周期。由于PLC產品開發有大量擴展單元或不同規模不同功能的模塊，故用戶擴充自己系統的規模或擴充功能都異常方便。 （6）體積小、重量輕，維護方便 PLC體積小、重量輕自不待說。PLC由于有自診斷功能，能及時將故障點顯示給維修人員，故排除故障相當順利、簡單。加之PLC組裝、聯接簡單、維修時采用更換整個單元或模塊，故特別方便。 2.2.4 可編程控制器的應用領域 近年來，隨著大規模集成電路技術的迅猛發展，功能更強大、規模不斷擴大而價格日趨低廉的元器件不斷涌現，促使PLC產品亦隨之功能大增而成本下降。目前PLC的應用已經遠遠超越了早期僅用于開關量控制的局面，現將其應用領域簡述于下。 （1）開關量邏輯控制 這是PLC最廣泛的應用。已逐步取代傳統的繼電器邏輯控制裝置，被用于單機或多機控制系統以及自動生產線上。PLC控制開關量的能力是很強的，所控制的入、出點數有時多達幾萬點。由于可以聯網，所以點數幾乎不受限制。所控制的如組合的、時序的、要考慮延時的、需要進行高速計數等的邏輯問題都可以解決。 （2）運動控制 目前很多廠商已經開發出大量運動控制模塊。且功能是給步進電動機或伺服電動機等提供單軸或多軸的位置控制，并在控制中滿足適當的速度和加速度，以保證運動的平滑水準。 （3）過程控制 當前PLC產品中，還有一大類是針對生產過程參數，如溫度、流量、壓力、速度等的檢測和控制而設計的。常用的有模擬量I/O模塊，通過這些模塊，不僅可以實現A/D和D/A轉換，還可以進一步構成閉環，實現PID一類的生產過程調節。而針對PID閉環調節，又有專門的模塊，可以更方便地實施。這些產品，往往還引入了智能控制。 （4）數據處理 現代的PLC已具有數據傳送、排序、查表搜索、位操作以及邏輯運算、函數運算、矩陣運算等多種數據采集、分析、處理的功能。目前還有不少公司，將PLC的數據處理功能與計算機數值控制（CNC）設備的功能緊密結合在一起，開發了用于CNC的PLC產品。 （5）通信 隨著網絡的發展和計算機集散控制系統的逐步普及，PLC的網絡化通信產品也在大量被推出。這些產品解決了PLC之間、PLC與其擴展部分之間、PLC與上級計算機之間或其他網絡間的通信問題。更有一些公司，還為其PLC系統開發了專門的網絡產品。這些網絡產品包括有典型的如A-B公司的高速數據通道DH和DH+、SIEMENS公司的SINEC局域網等。通過這些產品，可將PLC、計算機、各種外設組成局域環網，環網還可以套非環網。環網與環網還可以橋接。網間的結點可直接或間接地通信、交換信息。 聯網、通信，適應了當今諸如計算機集成制造系統（CIMS）及智能化工廠等先進技術發展的需要。它使工業控制從點（Point）到線（Line）再到面（Aero），使現場設備的控制、生產線的控制和工廠管理層的管理及決策連成一體，甚至實現大范圍、跨地域的控制與管理，以創造更高的境界。 需要注意的是，并非所有PLC都具有上述全部功能，越小型的PLC，其功能相應也越少。2.2.5 可編程控制器的發展狀況PLC發展至今已有近40年的歷史，隨著半導體技術、計算機技術和通信技術的發展，工業控制領域已有翻天覆地的變化，PLC亦一樣，隨著PLC應用領域日益擴大，PLC技術及其產品結構都在不斷改進，功能日益強大，性價比越來越高。（1）PLC微型化發展PLC的功能正越來越豐富，而體積則越來越小。比如三菱的FX-IS系列PLC，最小的機種，體積僅為609075mm，相當于一個繼電器，但卻具有高速計數、斜坡、交替輸出及16位四則運算等能力，還具有可調電位器時間設定功能。PLC已不再是早期那種只能進行開關量邏輯運算的產品了，而是具有越來越強的模擬量處理能力，以及其他過去只有在計算機上才能具有的高級處理能力，如浮點數運算、PID調節、溫度控制、精確定位、步進驅動、報表統計等。從這種意義上說，PLC系統與DCS(集散控制系統)的差別越來越小了，用PLC同樣可以構成一個過程控制系統。（2）PLC網絡技術化發展PLC網絡控制是當前控制系統和PLC技術發展的潮流。PLC與PLC之間的聯網通信、PLC與上位計算機的聯網通信已得到廣泛應用。目前，PLC制造商都在發展自己專用的通信模塊和通信軟件以加強PLC的聯網能力。各PLC制造商之間也在協商指定通用的通信標準，以構成更大的網絡系統。PLC已成為集散控制系統（DCS）不可缺少的組成部分。（3）模塊化、智能化發展為滿足工業自動化各種控制系統的需要，近年來，PLC廠家先后開發了不少新器件和模塊，如智能I/O模塊、溫度控制模塊和專門用于檢測PLC外部故障的專用智能模塊等，這些模塊的開發和應用不僅增強了功能，擴展了PLC的應用范圍，還提高了系統的可靠性。（4）PLC操作簡易化發展。目前PLC推廣的難度之一就是復雜的編程使得用戶望而卻步，而且不同廠商PLC所有編程的語言也不盡相同，用戶往往需要掌握更多種編程語言，難度較大。PID控制、網絡通信、高速計數器、位置控制、數據記錄、配方和文本顯示器等編程和應用也是PLC程序設計中的難點，用普通的方法對它們編程時，需要熟悉有關的特殊存儲器的意義，在編程時對它們賦值，運行時通過訪問它們來實現對應的功能。這些程序往往還與中斷有關，編程的過程既繁瑣又容易出錯，阻礙了PLC的進一步推廣應用。PLC的發展必然朝著操作簡化對復雜任務的編程，在這一點上西門子就充當了先行者，西門子S7-200的編程軟件設計了大量的編程向導，只需要在對話框中輸入一些參數，就可以自動生成包括中斷程序在內的用戶程序，大大方便了用戶的使用。（5）編程語言和編程工具的多樣化和標準化多種編程語言的并存、互補與發展是PLC軟件進步的一種趨勢。PLC廠家在使硬件及編程工具換代頻繁、豐富多樣、功能提高的同時，日益向MAP(制造自動化協議)靠攏，使PLC的基本部件，包括輸入輸出模塊、通信協議、編程語言和編程工具等方面的技術規范化和標準化。2.3 功能流程NNNYYY開始選擇裝藥量每瓶3片每瓶5片每瓶7片到達指定位置皮帶機暫停電磁閥打開裝藥結束系統開關打開皮帶機運轉裝藥結束圖2-3-1 系統功能流程圖2.4 I/O端口分配表表2-4-1 I/O分配編程元件I/O端子電路器件作用輸入繼電器X000K工作開關X001SB1每瓶裝3片按鈕X002SB2每瓶裝5片按鈕X003SB3每瓶裝7片按鈕X004SQ位置開關X005B1光電傳感器輸出繼電器Y000KM皮帶機接觸器Y001YV電磁閥Y002H13片指示燈Y003H25片指示燈Y004H37片指示燈表2-4-2 其它編程元件的地址分配編程元件編程地址用途狀態器S0準備S20皮帶機輸送空瓶S21每瓶裝3片S31每瓶裝5片S41每瓶裝7片計數器C1設定值K3C2設定值K5C3設定值K7T0設定值K202.5 電氣原理圖 FR KM QF FU QS U V WM圖2-5-1 主電路控制圖2.6 PLC接線圖KMYVFURH1H2H3KSB1SB2SB3SQB1AC220VX000X001X002X003X004X005COMY000Y001Y002Y003Y004COMFX 0N 60MR圖2-5-2 PLC接線圖2.7 設計方案一：步進指令編程法2.7.1 狀態轉移圖.K7K5K3C3X004X001X0000X0040X004C2C1X0030X0020M8002S0S20Y000RST C1RST C2RST C3S21Y001Y002C1S31Y001Y003C2S41Y001Y004C3ENDRETX0050X0050X0050S0圖2-7-1 狀態轉移圖K5K7K3X003X004C3X005C2X005C1X005X004X004X002X001S41S31S21S20X000S0M8002 ZRST S0 S41 SET S0 SET 20 Y000 RST C1 RST C2 RST C3 SET S21 SET S31 SET S41Y001Y002C1S0Y001Y003C2S0Y001Y004C3S0RETEND圖2-7-2 狀態梯形圖2.7.2 狀態梯形圖30 / 30（1） 信號預處理模塊使所有的狀態器S0、S20、S21、S31、S41復位，為后續步驟的進行做好準備，再置位S0，步進開始，當開關X000打開時置位S20，皮帶機開始運轉。梯形圖程序如圖2-7-3所示。X000S0M8002 ZRST S0 S41 SET S0 SET 20 圖2-7-3（2） 藥瓶移位及藥片裝瓶模塊X003X004X004X004X002X001S20Y000 RST C1 RST C2 RST C3 SET S21 SET S31 SET S41S20已經置位，選擇裝藥數量，當達到指定位置時，位置檢測器檢測到皮帶上的藥瓶達到裝瓶的指定位置(X004打開)，就開始按照選擇的藥片數量進行裝藥，可選擇3片、5片、7片藥片。其梯形圖如圖2-7-4所示。 圖2-7-4（3） 狀態指示及藥片計數模塊上一步選擇好了藥片數量，使對應的狀態器置位，這是裝3片藥片，電磁閥（Y001）打開，3片指示燈H1（Y002）點亮，光電傳感器(X005)準確控制藥片數量為3片，置位準備工作開關S0，為裝下一瓶準備。其梯形圖如圖2-7-5所示。C1X005S21Y001Y002C1S0K3圖2-7-5上一步選擇好了藥片數量，使對應的狀態器置位，若為裝5片藥片，電磁閥(Y001)打開，5片指示燈H2（Y003）點亮，光電傳感器（X005）準確控制藥片數量為5片，置位準備工作開關S0，為裝下一瓶準備。其梯形圖如圖2-7-6所示。C2X005S31Y001Y003C2S0K5圖2-7-6上一步選擇好了藥片數量，使對應的狀態器置位，這是裝7片藥片，電磁閥(Y001)打開，7片指示燈H3(Y004)點亮，光電傳感器(X005)準確控制藥片數量為7片，置位準備工作開關S0，為裝下一瓶準備。其梯形圖如圖2-7-7所示。C3X005S41Y001Y004C3S0K7圖2-7-72.7.3 語句表程序0 LD M8002 1 ZRST S0 S412 SET S03 STL S04 LD X0005 SET S206 STL S207 OUT Y0008 RST C19 RST C210 RST C311 LD X00412 AND X00113 SET S2114 LD X00415 AND X00216 SET S3117 LD X00418 AND X00319 SET S4120 STL S2121 OUT Y00122 OUT Y00223 LD X00524 OUT C1 K325 STL S3126 OUT Y00127 OUT Y00328 LD X00529 OUT C2 K530 STL S4131 OUT Y00132 OUT Y00433 LD X00534 OUT C3 K735 STL S2136 LD C137 OUT S038 STL S3139 LD C240 OUT S041 STL S4142 LD C343 OUT S044 RET45 END2.7.4 過程時序圖C3開關C2開關C1開關X000X001X002X003X004X005Y000Y001Y002Y003Y004圖2-7-8 過程時序圖2.8 設計方案二：基本指令編程法K20K7K5K3X005X005X005C1C2C3M0C3Y003X004X003Y002C2Y004X004X002Y002Y002C1Y004X000M0X004X004X001Y003Y003Y004Y000RST C1RST C2RST C3Y001Y002C1Y001Y003C2Y001Y004C3M0T0ENDT0圖2-8-1 梯形圖2.8.1 梯形圖(1) 皮帶機運轉設計模塊情況一：裝藥機未計數，藥瓶未到達行程開關位置。當系統開關（X000）打開后，系統檢測到藥瓶未達到行程開關（X004）的位置,使X004常閉觸點通電，帶動皮帶機(Y000)運轉，同時復位3個計數器。情況二：裝藥機當前瓶裝藥結束，藥瓶仍處于行程開關位置。當系統開關（X000）打開后，系統檢測到藥瓶仍處于行程開關（X004）的位置,使X004常閉觸點斷開，此時需要通過M0觸點來驅動皮帶機（Y000）的運轉，M0在C1、C2、C3其中一個計數完畢之后接通2s后復位，T0的作用是使已裝完藥的藥瓶完全離開行程開關的位置后再斷開M0。如圖2-8-2所示K20C1C2C3M0M0T0T0X000M0X004Y000RST C1RST C2RST C3圖 2-8-2(2) 狀態指示及藥片計數設計模塊K3X005Y002C1Y004X004X001Y003Y001Y002C1上一步使空藥瓶到達指定位置后，行程開關（X004）打開，選擇裝3片藥片按鈕（X001），電磁閥（Y001）打開，3片指示燈H1（Y002）點亮，光電傳感器(X005)準確控制藥片數量為3片，裝完后通過C1常閉觸點關閉電磁閥和指示燈，并在梯形圖中加入其它裝藥方案的互鎖，其梯形圖如圖2-8-3所示圖2-8-3上一步使空藥瓶到達指定位置后，行程開關（X004）打開，選擇裝5片藥片按鈕（X002），電磁閥（Y001）打開，5片指示燈H1（Y003）點亮，光電傳感器(X005)準確控制藥片數量為5片，裝完后通過C2常閉觸點關閉電磁閥和指示燈，并在梯形圖中加入其它裝藥方案的互鎖，其梯形圖如圖2-8-4所示K5X005C2Y004X004X002Y002Y003Y001Y003C2圖2-8-4上一步使空藥瓶到達指定位置后，行程開關（X004）打開，選擇裝5片藥片按鈕（X002），電磁閥（Y001）打開，5片指示燈H1（Y003）點亮，光電傳感器(X005)準確控制藥片數量為5片，裝完后通過C2常閉觸點關閉電磁閥和指示燈，并在梯形圖中加入其它裝藥方案的互鎖，其梯形圖如圖2-8-5所示K7C3X005C3Y003X004X003Y002Y004Y001Y004圖2-8-52.8.2 語句表程序0 LDI X0041 OR M02 AND X0003 OUT Y0004 RST C15 RST C26 RST C37 LD X0048 AND X0019 OR Y00210 ANI Y00311 ANI Y00412 ANI C113 OUT Y00114 OUT Y00215 AND X00516 OUT C1 K317 LD X00418 AND X00219 OR Y00320 ANI Y00221 ANI Y00422 ANI C2 23 OUT Y00124 OUT Y00325 AND X00526 OUT C2 K527 LD X00428 AND X00329 OR Y00430 ANI Y00231 ANI Y00332 ANI C333 OUT Y00134 OUT Y00435 AND X00536 OUT C3 K737 LD C138 OR C239 OR C340 OR M041 ANI T042 OUT M043 OUT T0 K2044 END2.9 調試運行與問題分析(1)實驗設備FX1N-60MR可編程控制器一臺、微型計算機一臺(2)實驗現象及算機模擬接通系統K（X000）之后，模擬按下行程開關SQ（X004）和3片裝藥按鈕SB1(X001)之后，電磁閥打開（Y001亮）3片指示燈H1亮（Y002）,同時光電開關開始計數藥片，在裝藥過程中斷開系統開關K無反應，切換其它裝藥量方案無效，需等到當前裝藥結束后才可停止和切換方案，滿足課題的控制要求。對于5片裝藥方案和7片裝藥方案也與之同理。(3)調試問題分析設計方案一：a) 程序一開始需要對計數器C1、C2、C3復位處理，否則程序在運行一遍之后將不能在執行第二遍，原因是計數器還在置位的狀態，不滿足課題的連續自動裝藥的控制要求。b) 本課題可采用延遲或位置檢測開關使藥瓶到達指定位置，但考慮到其他因素如皮帶機運轉速度的誤差等采用時間延遲的方式會導致位置誤差，連續運行則造成累積誤差，則采用位置檢測開關會比較精確c)